Шнековое предвключенное колесо Советский патент 1990 года по МПК F04D3/00 

ф(2 Ге-7гпЈ е , зо

- L e - VH

W t(f j

+ «IJLJEL

+ VHҐ + 1-±,„ LlLi±--ei4

ffS.

(2) обращается в нуль, так как cos(y+oO cos(90°-/i + оО cos(90°) О, В этом случае выражение (2) в параметрическом виде описывает отрезок прямой, совпадающий с периодом решетки, Параметр о формы профиля для получения оптимальных статических и динамических характеристик при заданном расчетном значении расхода Q р следует выбирать из условия

Изобретение позволяет повысить энергетические характеристики шнекоцентробежного насоса путем уменьшения зоны кавитационной каверны приближением формы лопасти к форме каверны. На втулке 1 установлены с переменным шагом лопасти 2. Тыльная сторона 3 лопасти 2 имеет форму поверхности, которая в параметрическом виде определяется определенными выражениями. 2 ил.

) , toi ,i

e9 VI+K e -e A

+

1+K fUK e V +1

Ч1

cos(T +d ) t (2) 45

к

2 sis L§iHi ull

1 +cos tf

/3 arctg - ;

ҐD

J 90 -ju ;

d6T D DH;

ft- arctg

Р

DN(D2H -DZ)

(3)

5

0

5

где N - обороты шнека, с;

D - текущий диаметр которое обеспечивает минимальный угол атаки потока на входе в решетку, при этом достигается минимальное значение давления срыва,

Шнековое предвключенное колесо работает следующие образом.

Колесо можно представить в виде последовательных шнековых элементов, имеющих увеличивающийся вдоль оси угол установки лопастей 2, Поток набегает на напорную сторону лопасти 2 под углом, равным углу заострения двходной кромки, а по отношению к ; тыльной стороне 3 под нулевым углом 1атаки, Следующий шнековый элемент

имеет такой угол установки, чтобы его тыльная сторона была близка к поверхности каверны на расчетном режиме, не касаясь ее, на некотором расстоянии, не превышающем сР0. Жидкость на следующий шнековый элемент поступает с некоторым подпором, равным сумме входного давления и подпором, созданным предыдущим шнековым элементом.

Шнековое предвключенное колесо можно изготовлять на станках с числовым программным управлением, имеющим переменный угол установки фрезерной головки, что позволяет создавать преднасосы сложной конструкции, имеющие переменный радиус втулки 1 и изменяющийся вдоль оси и радиуса угол установки лопастей 2,

Для фрезерования шнекового пред- насоса сложной геометрии необходимо составить таблицу, содержащую угол поворота заготовки и ц , осевое смещение 41. фрезерной головки о( - угол отклонения фрезерной головки, Совокупность этих параметров образу- (ет кадр, обеспечивающий постоянный угол установки лопасти вдоль оси на некотором диаметре D. Угол установки определяется соотношением

йе /3 arctg j- ,(4)

1Р

где Ля -jdlf, + (H0- -) х

(t& - tg «fj., );

H - параметр, характеризующий

длину фрезы.

Из последнего соотношения следует что имеется два параметра 4ij и оЛ- , позволяющих обеспечить требуемое значение угла установки лопасти р на двух диаметраха В качестве определяющих диаметров, по которым производится расчет параметров 41: и cf , выбирают наружный диаметр D ц и диаметр втулки Dg. С учетом соотношения (4) можно записать

°н DHtg/3H(l)4V. dlj+(H0- .

W

(1 + (н0- ., X

гдерн(е) и /ia(0 Функции угла установки лопастей на наружном диаметре и дна-

метре втулки вдоль оси соответственно, определенные из соотношения ( 1).

последних выражений следует (l)J -DHlgC/ H(l)

Du - D,

щ

+ tg j, ; D

D

(6)

41, 5 tgf|8H(l) (H0- --) x 15 x ( - ., ). Поскольку значение

20

1S+ J-j + (H0- |) x

X (tgo/, - tgo/j., )

5

где 1 - осевая длина предыдущего

5 кадра,

зависит от параметров 1 ; и / то они определяются по формулам (6) итерационно, В качестве начального приближения выбираются at , dlj ,di ., . Угол поворота заготовки |4(-р полагается постоянным для каждо- го кадра. Геометрические и режимные параметры DK, Dg, S,N, ZA выбираются на этапе проектирования и обеспечивают создание необходимого напора

5 шнековым преднасосом при заданном значении расхода 0 р.

Использование шнекового колеса позволяет увеличить по сравнению с известными шнековыми преднасосами всасывающую способность шнекоцентро- бежных насосов, оседнагональных и осевых насосов, повысить их энергетические характеристики - напор, КПД, сделать их в меньшей степени подверженными кавитационной эрозии и устойчивыми по отношению к низкочастотным колебаниям.

Формула изобретения

Шнековое предвключенное колесо, содержащее втулку и установленные на ней с переменным шагом лопасти, отличающееся тем, что, с целью повышения энергетических характеристик насоса путем уменьшения зоны кавитационной каверны приближением формы лопасти к форме кавер-

Фиг. 2